Дослідження вчених Пермського Політеху допоможе збільшити довговічність мостів. Вони вивчили, як поводяться під дією зовнішнього середовища матеріали, з яких виробляють прошарку їх опорних частин. Це дозволить уникнути обвалення мостів і знизити фінансові та часові витрати на їх ремонт.
Вчені виконали роботу за фінансової підтримки Російського фонду фундаментальних досліджень. Результати роботи вони опублікували в журналах IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Advances in Intelligent Systems and Computing book series: Digital Science і Integrated Science in Digital Age.
«Кількість автомобілів і залізничного транспорту з кожним роком збільшується, і вимоги до відповідальних елементів мостів також зростають. Опорні частини відчувають постійні навантаження від мостового прогону, знаходяться під дією теплового розширення і стиснення, усадки і сейсмічних збурень.
Щоб продовжити термін служби мостів, як прошарок для їх опорних частин використовують сучасні антифрикційні матеріали і композити. Але даних про їх механічні властивості і моделях «поведінки» поки недостатньо », - розповідає кандидат технічних наук, доцент кафедри« Обчислювальна математика, механіка і біомеханіка »Пермського Політеху Анна Каменських.
Вчені досліджували «поведінку» в опорних частинах мостів більше 30 перспективних полімерних і композиційних матеріалів. Зокрема, вони вивчили НВМПЕ, модифікований флоропласт і композити на їх основі. За допомогою параметризованих чисельної моделі сферичної опорної частини мосту дослідники з'ясували, як форма прошарку і властивості матеріалів впливають на деформацію і руйнування конструкцій.
Вони порівняли опорні частини з прошарками товщиною від 4 до 8 міліметрів. Вчені з'ясували, що збільшення товщини прошарку до 6-8 міліметрів знижує деформування елементів конструкції, а найбільш ефективними матеріалами для їх створення стали модіціфірованний фторопласт і високомолекулярний поліетилен.
Дослідники вивчили опорні частини мостів на базі виробництва пермської компанії «АльфаТех», яка зацікавилася проектом. Результати роботи вчених Пермcкого Політеху вже використовують при проектуванні нових елементів мостових споруд. Результати численних і натурних експериментів і інженерних розрахунків допомогли вдосконалити конструкції мостів.
«Моделі поведінки матеріалів під дією зовнішнього середовища перспективні для застосування не тільки в будівництві, але і в машино-, авіа- і автомобілебудування. Крім того, їх можна використовувати в біомеханіки і медицині - наприклад, при моделюванні «поведінки» колінних суглобів або ендопротезів стегна », - пояснює Анна Каменських.
Джерело: Naked Science